Электродвигатели асинхронные 935 об/мин

Электродвигатели асинхронные с синхронной частотой вращения 1000 об/мин (номинальная ≈935 об/мин)

В профессиональной среде электродвигатели, часто обозначаемые по значению скольжения как «935 об/мин», относятся к классу асинхронных машин (АД) с синхронной частотой вращения магнитного поля статора 1000 об/мин. Данная скорость соответствует конструкции с шестью полюсами (2p=6) при стандартной промышленной частоте питающего тока 50 Гц. Номинальная частота вращения вала (nnom) всегда меньше синхронной (n1) на величину скольжения (s), которое для двигателей общепромышленного исполнения серий АИР, А, 5А и т.п. обычно составляет 4-7%. Таким образом, nnom = n1 (1 — s) = 1000 (1 — 0.05) ≈ 950 об/мин, а для двигателей большей мощности или специального исполнения это значение может быть около 920-980 об/мин, при этом усредненно и общепринято используется обозначение 935 об/мин.

Конструктивные особенности шестиполюсных асинхронных двигателей

Асинхронный двигатель с 6 полюсами представляет собой машину средней скорости. Его конструкция включает:

• Статор: Сердечник набран из изолированных листов электротехнической стали для снижения потерь на вихревые токи. В пазы уложена трехфазная обмотка, соединенная по схеме «звезда» или «треугольник». Конфигурация обмотки создает вращающееся магнитное поле с числом полюсов 6.
• Ротор: Чаще всего применяется короткозамкнутый ротор типа «беличья клетка» (АДКЗ). Сердечник ротора также шихтованный, в его пазы залиты алюминиевые или медные стержни, замкнутые накоротко концевыми кольцами. Для двигателей на 1000 об/мин характерна повышенная жесткость ротора из-за его относительно большой длины при стандартных габаритах.
• Вал, подшипниковые щиты, корпус: Исполнение корпуса — IP54, IP55 (защита от пыли и водяных струй). Система охлаждения — IC0141 (самовентиляция с наружным обдувом ребристого корпуса) или IC411 (самовентиляция с вентилятором на валу). Подшипниковые узлы, в зависимости от мощности и осевой нагрузки, комплектуются роликовыми или шариковыми подшипниками.

Основные электромеханические характеристики

Двигатели на 935 об/мин занимают промежуточное положение между тихоходными (1500 об/мин) и низкоскоростными (750 об/мин и менее) машинами. Их ключевые параметры:

• Скоростная характеристика n(M): Жесткая, с небольшим изменением скорости от холостого хода до номинального момента. Скольжение при номинальной нагрузке — 5-6.5%.
• Пусковые характеристики: Пусковой ток (Iп) в 5-7 раз превышает номинальный (Iн). Пусковой момент (Mп) составляет 1.8-2.2 от номинального (Mн). Для снижения пусковых токов часто требуются устройства плавного пуска или частотные преобразователи.
• КПД и cos φ: Для современных двигателей серий IE2, IE3, IE4 КПД в среднем на 1-3% ниже, чем у аналогичных по мощности двигателей на 1500 об/мин, из-за большего числа полюсов и связанных с этим особенностей магнитной системы. Коэффициент мощности также несколько ниже.

Области применения и приводные механизмы

Двигатели с частотой вращения ≈935 об/мин применяются для привода механизмов, требующих средней скорости, высокого момента и надежности. Основные области:

• Насосное оборудование: центробежные, поршневые и шестеренные насосы.
• Вентиляторное оборудование: дутьевые вентиляторы, дымососы, тягодутьевые машины.
• Компрессорное оборудование: поршневые и винтовые компрессоры.
• Конвейерные системы: ленточные, скребковые, пластинчатые транспортеры большой длины и мощности.
• Подъемно-транспортное оборудование: лебедки, краны, элеваторы.
• Дробильное и мельничное оборудование: дробилки, мельницы, смесители.

Сравнительная таблица характеристик асинхронных двигателей разных полюсностей (на примере мощности 55 кВт, 400 В, 50 Гц)

Параметр	2p=2 (≈2970 об/мин)	2p=4 (≈1475 об/мин)	2p=6 (≈985 об/мин)	2p=8 (≈735 об/мин)
Синхронная скорость, об/мин	3000	1500	1000	750
Номинальный ток, А (прибл.)	100	103	105	110
Номинальный момент, Нм	177	356	533	714
Пусковой момент / Mн	2.0	2.2	2.1	2.0
КПД (IE3), %	95.4	95.4	94.7	93.9
cos φ	0.89	0.88	0.86	0.82
Масса, кг (прибл.)	460	480	520	580

Вопросы выбора, монтажа и эксплуатации

При выборе двигателя на 935 об/мин необходимо учитывать:

• Класс энергоэффективности: Согласно действующим стандартам (МЭК 60034-30-1), предпочтение отдается двигателям классов IE3 и IE4. Двигатель класса IE2 может использоваться только в паре с частотным преобразователем.
• Режим работы (S1-S10): Для постоянной длительной нагрузки подходит режим S1. Для механизмов с частыми пусками/остановами или переменной нагрузкой необходимо выбирать двигатель, рассчитанный на соответствующий режим (S3, S6 и т.д.).
• Способ монтажа (IM): Наиболее распространены IM 1081 (лапы с фланцем), IM 1001 (на лапах), IM 3001 (лапы с фланцем и подъемными проушинами).
• Климатическое исполнение и категория размещения: У1 для умеренного климата, УХЛ1 для холодного, Т1 для тропического. Категория размещения — 1 (на открытом воздухе), 2 (под навесом), 3 (в закрытых помещениях без регулирования климата).

При монтаже критически важно обеспечить соосность валов двигателя и рабочей машины с использованием лазерных или индикаторных центровочных приборов. Неправильная центровка приводит к вибрациям, перегреву подшипников и преждевременному выходу из строя. Требуется регулярный мониторинг вибрации, температуры подшипников и состояния изоляции обмоток.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Почему фактическая скорость двигателя всегда меньше 1000 об/мин?

Это фундаментальный принцип работы асинхронного двигателя. Вращающееся магнитное поле статора индуцирует токи в роторе только при наличии относительной разницы скоростей (скольжения). Без скольжения исчезает электромагнитное взаимодействие, и двигатель не сможет развивать момент. Номинальное скольжение заложено в конструкцию для обеспечения оптимального баланса между КПД, моментом и пусковыми характеристиками.

2. Как изменить скорость вращения двигателя 935 об/мин?

Существует три основных способа:

• Частотный преобразователь (ЧП): Наиболее эффективный и современный метод. Изменение частоты питающего тока пропорционально изменяет синхронную скорость (n1 = 60*f / p). ЧП позволяет плавно регулировать скорость в широком диапазоне.
• Изменение числа пар полюсов (переключением обмоток): В многоскоростных двигателях (например, 1000/1500 об/мин) это реализовано конструктивно. Для стандартного двигателя этот метод не применим.
• Изменение скольжения: Может быть достигнуто путем изменения напряжения на статоре или сопротивления цепи ротора (для двигателей с фазным ротором). Эффективность низкая, сопровождается большими потерями.

3. Каковы типичные неисправности и методы их диагностики?

• Перегрев: Причины: перегрузка, несимметрия или повышенное напряжение питающей сети, загрязнение системы охлаждения, плохие контакты. Диагностика: тепловизионный контроль, измерение токов по фазам.
• Повышенная вибрация: Причины: дисбаланс ротора, износ подшипников, ослабление крепления, нарушение центровки, повреждение обмотки. Диагностика: виброметрия, анализ спектра вибрации.
• Повреждение изоляции обмотки статора: Причины: старение, тепловые перегрузки, увлажнение, воздействие агрессивной среды. Диагностика: измерение сопротивления изоляции мегомметром (норма >1 МОм для напряжений до 1000 В), испытание повышенным напряжением.

4. В чем разница между двигателями 1000 об/мин и 1500 об/мин при одинаковой мощности?

Двигатель на 1000 об/мин имеет большее число полюсов, следовательно, большие габариты и массу при той же мощности. Он развивает больший номинальный момент (примерно в 1.5 раза), но имеет несколько более низкие КПД и cos φ. Его механическая характеристика более жесткая. Выбор определяется не потребляемой мощностью, а требуемым моментом и скоростью приводимого механизма.

5. Как правильно подобрать двигатель 935 об/мин для насоса или вентилятора?

Необходимо исходить из характеристик рабочей машины: требуемой скорости на валу и мощности (или момента). Для центробежных насосов и вентиляторов мощность пропорциональна кубу скорости (P ~ n³). Поэтому даже небольшое превышение скорости может привести к значительной перегрузке двигателя. Рекомендуется выбирать двигатель с запасом по мощности 10-15% от максимальной мощности, потребляемой насосом в рабочем диапазоне. Обязателен учет высоты над уровнем моря и температуры окружающей среды, влияющих на охлаждение.